A hidrogénelektródnak fontos szerepe van az oldatok hidrogénion-aktivitását jellemző pH definíciójában és meghatározásában is. A pH-t a következő összefüggés definiálja:

                                                              (1)

A pH fenti definíció szerinti mérésére azonban nincs módszerünk, mert az egyes ionok aktivitása, illetve aktivitási tényezője nem mérhető mennyiség. Ezért a különböző mérési adatok egyértelmű összehasonlításának lehetővé tételére a pH-t konvenciószerűen a következő mérési utasítással definiáljuk:

                       (2)

ahol:

- pH(x) az ismeretlen oldat pH-ja;

- pH(s) a standardoldat pH-ja;

- e_e(x) az ismeretlen oldattal készült hidrogénelektród egyensúlyi potenciálja;

- e_e(s) a standardoldattal készült hidrogénelektród egyensúlyi potenciálja.

Természetesen e_e(x) és e_e(s) ugyanazon összehasonlító elektróddal szemben értendő, azonos körülmények között mérve, diffúziós potenciál mentesen. A pH-nak a (2) egyenlet szerinti meghatározásához ismerni kell a standardoldatok pH(s) értékét a hőmérséklet függvényében.

Ismeretlen oldat pH-jának meghatározása egyensúlyi elektródpotenciál mérésével.

1 db pH mérő; 1db Pt-lemezelektród; 1 db kalomelelektród; 4 db gázmosó; 1 db-Kipp készülék; 1 db 50 cm³ Erlenmeyer-lombik; 3 db 50 cm³ főzőpohár; 2 db vezeték (Pt-hoz és a kalomelhez); gumicsövek.

telített KCl; standardoldat; ismeretlen (Na-acetát + ecetsav oldatok); desztillált víz.

A pH méréséhez a (2) egyenlet értelmében tehát először az ismert pH-jú standard oldattal megtöltött hidrogénelektród, majd az ismeretlen pH-jú oldatot tartalmazó hidrogénelektród egyensúlyi elektródpotenciálját határozzuk meg.

1. Megtöltjük a hidrogénelektród elektródedényét az ismert pH-jú standardoldattal (az elektródedény kapillárisát buborékmentesen kell megtölteni), majd belehelyezzük a platinázott platinaelektródot.

2. A hidrogénelektród kapillárisát belemerítjük az áramkulcsként szolgáló, félig telített, illetve telített KCl-oldatba.

3. Közvetlenül a KCl-oldatba merítjük a referenciaelektródot, ami esetünkben telített kalomelelektród.

4. A két elektródot összekötjük egy digitális feszültségmérővel.

5. A hidrogénelektródot összekötjük a hidrogéngázt szolgáltató gázvezetékkel, oly módon, hogy a vezeték és az elektród közé egy üres és egy vizsgálandó oldattal töltött gázmosót is szerelünk. A hidrogéngáz először az üres mosóba kell hogy lépjen! A hidrogéngázt gázpalackból nyerjük. A gázpalack kezelését kizárólag oktató végezheti!

6. Megmérjük a galváncella elektromotoros erejét mind félig telített, mind telített KCl-oldatot tartalmazó áramkulcs használatával.

A feszültségmérő használatáról kérdezzük meg a labor oktatóját.A polaritás megállapításához tudni kell, hogy a voltmérő G pontjának (melegpont) polaritását mutatja az R ponthoz (hidegpont, árnyékolás) képest.

7. A hidrogénelektród ismeretlen oldattal történő átöblítése után az 1.-6. pontokat megismételjük az ismeretlen pH-jú oldat esetében is.

Megjegyzés: Kérjük, tanulmányozzák a mérőhelyen felállított Kipp-készüléket is, mely hidrogéngáz fejlesztésére alkalmas!

Az ismeretlen oldat pH-ja, valamint az E_MF értékek, mind a standardoldatra, mind az ismeretlenre.

A két különböző telítettségű KCl-oldat alkalmazása a diffúziós potenciál Bjerrum-módszerrel való kiküszöbölése miatt szükséges, amely szerint a telített oldat közbeiktatásakor még fennmaradó diffúziós potenciál közelítőleg ugyanannyi, mint amennyivel változik a galváncella E_MF -je akkor, ha a félig telített oldatot telített oldatra cseréljük. Tehát az E_MF -nek diffúziós potenciáltól mentes értéke extrapolálható oly módon, hogy a telített oldat közbeiktatásával mért E_MF -hez hozzáadjuk a telített oldattal mért elektromotoros erő és a félig telített oldattal mért elektromotors erő előjeles különbségét (1. ábra és 9. ellenőrző kérdés).

A standard oldat pH-ja. Értékét kérdezzük meg a laborvezetőtől. Megjegyezzük, hogy a IUPAC által javasolt m=0.05 mol kg^-1 kálium-hidrogén-ftalát oldat pH-ja 25 °C-on 4,005.